Konusli maydalagichlarning vazifasi ishlash prinsipi va klassifikasiyasi

3.4. Maydalash jarayoning nazariy asoslari.

Parchalanishda ichki bog‘lanish kuchlarini urgish uchun sarflangan energiyani aniqlash maydalash va yanchish nazariyasining asosiy vazifalaridan biri hisoblanadi. Malumki ko‘pgina qattiq jismlar, ham polikristal hisoblanadi, ya'ni juda ko‘p sonli birlashib ketgan mayda kristal zarralardan iborat. Bog‘lanish kuchining turlariga qarab, ionli, atomli metallli,molekulyar va vodorod bog‘li kristallari mavjud. Ion bog‘danishli kristallarda krisstallik panjaraning tugunlarida ionlar joylashadi.Bog‘lanish qarama – qarshi ishorali ionlarning o‘zaro elektr ta'sirlashuvi natijasida sodir bo‘ladi. Ionlar orasidagi o‘zaro ta'sirlashuv kuchi qancha katta bo'lsa, kristallarning qattiqligi shuncha yuqori bo'ladi. Atom bog‘lanishli kristallar panjaralarining tugunlarida atomlar joylashib, ularning orasida kovalent yoki gomeopolyar kimyoviy bog‘ mavjud. Kovalent bog‘lanish asosida qar kaysi atomdan bittadan elektron olib, valent elektronlarining umumiy juftligini hosil qilish yotadi. Metall boglanishli kristallarda metall ionlari orasidagi bog‘lanish hamma kristallar uchun umumiy bo‘lganelektron buluti orqali ta'minlanadi. Molekulyar boglanishli kristallar uchun umumiy bo‘ lgan elektron buluti orqali ta'minlanadi. Molekulyar bog‘lanishli kristallar kristal panjara bugimlariga nisbatan kuchsizroq vandervaals kuchlari bilan ushlanib turuvchi molekulalar borligi bilan xarakterlanadi. Vodorod boglanishli kristallarda molekulalaaro boglanish vodorod atomlari orqali amalga oshiriladi. Boglanishning vandervaals kuchlari kovalent va ion boglanishiga nisbatan ikki marta va vodorod boglanishga nisbatan bir marta kuchsizroqdir.

Metall boglanish kovalent va ion boglanishga nisbatan bir muncha kuchsizroqdir Real kristallar kristal panjaralar buzilishiga ega bo'lib, ular nuqsonlar deb ataladi. Bu nuqsonlar nuqtali . bir o'lchamli va ikki o'lchamli bo'lishi mumkin. Nuqtali nuqsonlar o'z navbatida energetik, elektr va atomli nuqsonlarga bo'linadi. Ularning orasida eng ko'p tarqalgani enegetik nuqsonlar hisoblanib, ular issiqlik harakati yoki radiatsiya orqali hosil bo‘ladi Elektron nuqsonlar elektronlarning ortib ketishi yoki etishmasligi sababli (kristallardagi to'ldirilmagan valent - bog‘ lar-teshiklar ) yoki eksitonlar (kulon kuchlari bilan bo g‘langan elektron va teshiklardan tarkib topgan juftlashgan nuqsonlar)ning borligi tufayli hosil bo‘ladi.Atomli nuqsonlarga atomlarning kristal panjara tugunlaridan tugunlar oraligiga siljishi misol bo‘ladi. Bir o‘lchamli (chiziqli) nuqsonlar atom tekisligining o‘zaro dislokatsiyasi (siljishi)dan hosil bo'dsa, ikki o‘lchamli nuqsonlar chiziqli dislokatsiya o‘atorlari siljishidan hosil bo‘ladi. Nuqtali nuqsonlar har qanday real kristalda mavjud bo‘ lib, ular issiqlik harakati natijasida molekulalarning joylashishidagi tasodifiy o‘ zgarish natijasida molekulalarning joylashishidagi tasodifiy o‘zgarish natijasida doimo tugilib va yo‘q bo‘lib turadi.
Panjaraning atomli nuqsonlari kristallarning mehanik va boshqa xossalariga ta’sir qilishi mumkin. Siljish minerallarning fizik xossalariga atomli nuqsonga nisbatan ko‘proq darajada ta’sir qiladi. Kuchlanishlar ta’siri ostida siljishlar engil harakatlanishga ega bo‘ladi va o‘zaro hamda panjaraning boshqa nuqsonlari bilan jadal taúsirlashadi. Harakatdagi siljishlarning to‘siqlar bilan (zarraning qirrasi, boshqa siljishlar va h.k) ta’sirlashuvi natijasida siljishlar (dislokatsiya) ning ko‘payishi sodir bo‘ladi. Nuqsonlar kontsentratsiyasining ma’lum bir qiymatgacha ortishi kristallar mustahkamligining kamayishiga olib keladi. Sungra nuqsonlar siljishlar harakatini qiyinlashtiradi va bu mustahkamlovchi omil sanaladi. Tog ‘ jinslarini maydalash va yanchish ularni siqilish va siljishdagi mustahkamlik chegaralaridan ortiq kuchlanishlarda darzlar va nisbatan kuchsizroq joylaridan parchalash orqali boshlanadi. Keyin esa bir jinsliroq massa parchalanadi.
Mo‘rt qattiq jismlar odatda ularning Yung modulining ming ulushini tashkil qiluvchi kuchlanishda parchalanadi. Ma’lum chegaragacha kuchlanishning ortishi bilan mo‘rt jismlarda darzlarning tarqalish tezligi ortadi. Harorat va siqiluvchi bosimning ortishi bilan parchalanish (emirilish) jarayoni murakkablashib boradi, plastik deformatsiya sodir bo‘lishi mumkin. Kuchning asta-sekin qo ‘yilishi parchalashdan oldin kamroq plastik deformatsiya hosil bo‘lishiga olib keladi va tezroq quyilgandagiga nisbatan kamroq energiya talab qiladi. Kuchlanish ishlatishining optimal tezligi zarbaning yo‘nalishi va parchalanuvchi mahsulotning o‘lchamiga bog ‘liq bo‘lib, 40 120 m/s orasida bo‘ladi. Shuni hisobga olinganda, bolg‘achali maydalagichlar boshqa turdagi maydalagichlarga nisbatan samaraliroq hisoblanadi. Mahsulotdagi zarralarning o‘lchami kamaygan sari uni parchalash uchun ko‘proq energiya talab qilinadi. Shuni e’tiborga olish kerakki, zarraning parchalanishi faqat tashqi kuch taúsirida emas, balki issiqlik energiyasi taúsirida ham sodir bo‘ladi.
Har hil minerallarning issiqlikdan kengayish koeffitsienti va ularning hajmiy kengayishi har hilligi tufayli tog‘ jinslari qizdirilganda, ayniqsa minerallarning birikkan chegaralari bo‘ylab yanchilishi oson bo‘ladi. Buнdаy hollarda yanchish uchun termomehanik effekt (magnitlovchi kuydirish, gaz purkash orqali yanchish va h.k.da) qo‘llash maqsadga muvofiqdir. Tog‘ jinslarini yanchishda ularning mustahkamligiga sirt aktiv moddalar ta’sir ko‘rsatadi. Sirt aktiv moddalarning fizik yutishi natijasida qattiq jism yuzasida uning mustahkamligining pasayishi sodir bo‘ladi (Rebinder effekti). Sirt aktiv moddalar mikrodarzlarga tushib, ularni birlashishiga qarshilik ko‘rsatib, darzlar ichiga yorib kirish hususiyatiga ega. Rebinder effektining sodir bo‘lishiga qattiq jism tuzilishidagi nuqsonlar ham ta’sir ko‘rsatadi. Nuqsonlar bor joyda ortiqcha erkin energiya bo‘lib, u qattiq jism molekulasi va sirt aktiv moddaning jadal ta’sirlashuviga olib keladi. Tog‘ jinsining va sirt aktiv moddaning fizik-mehanik xossalariga bog‘lik holda yanchishning mehanik sharoitlari ham bu effektning kattaligiga ta’sir qiladi. Tsement klinkerlarini quruq yanchishda juda oz miqdorda sirt aktiv moddalar va suvning qo‘shilishi tegirmonning ishlab chiqarish unumdorligini 13-17 % ga oshirgan, shuning uchun tsement ishlab chiqarish sanoatida sirt aktiv moddalarini qo‘shish joriy qilinmoqda.
Rudani suvli muhitda yanchish quruq yanchishga nisbatan samaraliroq. Yanchishni ikki bosqichda amalga oshirish zarur: foydali qazilma yuzаsиni ochishga tayyorlash va ochish. Ochishga tayyorlashda foydali qazilmaнинг mehanik (taranglik) xossalarini o‘zgartirishga erishish kerak. Griffits-Orovan- Rebinderlarning mikrodarzlarning o‘sishi haqidagi nazariyaga ko‘ra foydali qazilmaning parchalanishi kristal panjaraning buzilgan joylaridan boshlanadi va quyidagi ketma-ketlikda boradi: muayyan joylarda kuchlanishning to‘planishiga olib keluvchi nuqsonlarning yig‘ilishi; mikrodarzlar ko‘rsatkichlarining hosil bo‘lishi, jismni bir necha qismga parchalanishi. Agar iqtisodiy jihatdan mumkin va maqsadga muvofiq bo‘lsa, mahsulotni ochishga tayyorlashning birinchi bosqichiga har taraflama siqish sharoitida egiluvchanlikni kamaytirish uchun issiqlik taúsirini qo‘shish kerak.
Ochish jarayonining ikkinchi bosqichi siljishlarning qo‘shilishi va mikrodarzlarning tuzilishiga sharoit yaratishni ta’minlashi kerak. Turli elastiklikka ega rudali va noruda minerallarni mehanik usulda yanchish afzal. Mustahkamlik chegarasidan kichik siquvchi va cho‘zuvchi kuchlanish quyilganda qattiq jismda zarralararo eza bo‘ylab mikrodarzlar hosil bo‘ladi. Bunday kuchlanishni tashqi havoli yoki suvli muhitning bosimini o‘zgartirib, yoki yanchilayotgan mahsulot bo ‘laklarini ko‘p marta urilishi orqali hosil qilish mumkin. Zarba taúsirida yanchilganda mahsulotning yangi ezalarini hosil qilish uchun kerak bo‘lgan energiya bu ezaga uning dastlabki qiymatidan qatúiy nazar to‘g‘ri proportsional.